Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 3

Realizacja systemu bezprzewodowego przesyła energii na zasadzie sprzężenia pojemnościowego

Implementation of a wireless energy transfer system based on capacitive coupling

10.15199/48.2024.03.05

nr katalogowy: 147727
10.15199/48.2024.03.05

Streszczenie

Artykuł dotyczy projektu, opracowania i analizy właściwości prototypu systemu bezprzewodowego przesytu energii elektrycznej na zasadzie sprzężenia pojemnościowego. System przeznaczony jest do ciągłego doładowywania podwieszanej kolejki górniczej. W jego skład wchodzą: falownik rezonansowy, obwody dopasowujące strony pierwotnej i wtórnej, odpowiedni sprzęg pojemnościowy oraz prostownik z obciążeniem – docelowo ładowarka baterii mobilnego zasobnika energii. Zapewniono pożądane napięcie wyjściowe (330 V) i moc wyjściową (2 kW) przy często-tliwości pracy 300 kHz, uzyskując sprawność całkowitą 88% oraz nie przekraczając poziomu 3 kV przez napięcia skuteczne na elementach biernych.

Abstract

The article deals with the design, development and analysis of the properties of a prototype of a wireless power transfer system based on capacitive coupling. The system is designed for continuous charging of the suspended mining railway. It consists of: a resonant inverter, primary and secondary matching circuits, a suitable capacitive coupler and a rectifier with a load – ultimately a battery charger for a mobile energy storage device. The desired output voltage of 330 V and the output power of 2 kW at the operating frequency of 300 kHz were obtained, achieving a total efficiency of 88% and not exceeding the level of 3 kV by RMS voltages on passive components.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Dai J., Ludois D., A survey of wireless power transfer and a critical comparison of inductive and capacitive coupling for small gap applications, IEEE Trans. Power Electron., vol. 30, no. 11 (2015), 6017-6029
[2] Karagozler M. E., Goldstein S. C., Ricketts D. S., Analysis and modeling of capacitive power transfer in microsystems, IEEE Trans. Circuit Syst. I, vol.59, no.7 (2012) 1557-1566
[3] Hui S. Y. R., Ho W. W. C., A new generation of universal contactless battery charging platform for portable consumer electronic equipment, IEEE Trans. Power Electron., vol. 20, no. 3 (2005), 620-627
[4] Hu A. P., Liu C., Li H. L., A novel contactless battery charging system for soccer playing robot, in Proc. Int. Conf. Mechatronics Mach. Vis. Pract., Auckland, New Zealand (2008), 646-650
[5] Lu F., Zhang H., Hofmann H., Mi C., A double-sided LCLCcompensated capacitive power transfer system for electric vehicle charging, IEEE Trans. Power Electron., vol. 30, no. 11 (2015), 6011-6014
[6] Zhang H., Lu F., Hofmann H., Liu W., Mi C., A four-plate compact capacitive coupler design and LCL-compensated topology for capacitive power transfer in electric vehicle charging application, IEEE Trans. Power Electron., vol. 31, no. 12 (2016), 8541-8551
[7] Lu F., Zhang H., Mi C., A two-plate capacitive wireless power transfer system for electric vehicle charging applications, IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 2 (2018), 964-969
[8] Sinha S., Kumar A., Regensburger B., Afridi K. K., A new design approach to mitigating the effect of parasitics in capacitive wireless power transfer systems for electric vehicle charging, IEEE Trans. Transp. Electrific., vol. 5, no. 4 (2019), 1040-1059
[9] Vu V. -B., Dahidah M., Pickert V., Phan V. -T., An Improved LCL-L Compensation Topology for Capacitive Power Transfer in Electric Vehicle Charging, in IEEE Access, vol. 8 (2020), 27757-27768
[10]Panchal C., Stegen S., Lu J., Review of static and dynamic wireless electric vehicle charging system, Eng. Sci. Technol., Int. J., vol. 21, no. 5 (2018), 922-937
[11] Lu F., Zhang H., Hofmann H., Mi C., A double-sided LCcompensation circuit for loosely coupled capacitive power transfer, IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 2 (2018), 1633-1643
[12] Erel M. Z., Bayindir K. C., Aydemir M. T., Chaudhary S. K., Guerrero J. M., A comprehensive review on wireless capacitive power transfer technology: fundamentals and applications, in IEEE Access, vol. 10 (2022), 3116-3143
[13] Deja P., Skóra M., Stankiewicz K., Tokarczyk J., Kasprzak M., Kaczmarczyk Z., Hildebrandt R., Wireless energy transfer system for use in underground mining, Acta Montanistica Slovaca, vol. 27 (1) (2022), 267-280

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-3 , nr katalogowy 147727 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma